Von Wiebke Pfohl
Es ist der 11. Oktober 1492, Christoph Kolumbus und seine Mannschaft von der Santa Maria beobachten ein Phänomen, das Forschende erst Jahrhunderte später aufklären werden. Gegen 10 Uhr abends, vier Stunden bevor die Santa Maria auf der Bahamas-Insel El Salvador anlegen sollte, sieht die Besatzung vom Deck aus ein mysteriöses Licht. Kolumbus beschreibt es in seinem Logbuch „wie das Licht einer Wachskerze, das sich auf und ab bewegte.“ Erst im 20. Jahrhundert finden Wissenschaftler eine mögliche Erklärung für die Sichtung. Entscheidend dafür: ein Wurm, ein Enzym und der Mond.
Die Natur lebt, wächst und stirbt in Rhythmen. Tag und Nacht, Ebbe und Flut, die Jahreszeiten, der Mondzyklus, sie alle resultieren aus der Art und Weise, wie Erde, Mond und Sonne einander umtanzen. Die Chronobiologie ist die Forschung, die sich mit diesen Rhythmen befasst. Bekannt ist sie etwa durch Untersuchungen des menschlichen Schlaf-Wach-Rhythmus und der inneren Uhr, die sich an Tag und Nacht orientiert. Weniger bekannt dagegen sind die Rhythmen, die sich nach dem Zyklus des Mondes richten, sogenannte circalunare Rhythmen.
In den Frühjahren 1981 und 1982 konnten Forschende um Bette L. Willis von der australischen James Cook University beobachten, wie im Great Barrier Reef ein paar Nächte nach Vollmond 32 Korallenarten gleichzeitig laichten. Ähnliches Verhalten zeigen auch andere Meereslebewesen. Einige Seeigel, Borstenwürmer, Weichtiere, Fische und sogar Algen orientieren sich ebenfalls am Mond, um in großen Massen gleichzeitig zu laichen. Da die Befruchtung bei vielen dieser Tiere außerhalb des Körpers stattfindet, ist es für sie wichtig, sich auf einen gleichbleibenden natürlichen Rhythmus wie den Mondzyklus verlassen zu können. Bei ihrer Fortpflanzung setzen diese Meereslebewesen dann auf circalunare Rhythmen oder auch auf circasemilunare Rhythmen, die einen halben Mondzyklus dauern.
In diese Reihe gehört auch der marine Ringelwurm Platynereis dumerilii. Er kommt in beinah allen Ecken der Welt vor und lebt im flachen Wasser zwischen Algen oder Seegras. In der Forschung dient er als Modellorganismus, etwa für Genetik oder Neurobiologie – und eben auch für die Chronobiologie. Der Wurm hat sowohl einen circadianen – also einen etwa 24 Stunden dauernden – Rhythmus als auch einen circalunaren Rhythmus, der sich am Vollmond orientiert, um sich synchron fortzupflanzen. Mithilfe eines bestimmten Rezeptors kann er dabei zwischen Sonnen- und Mondlicht sowie zwischen verschiedenen Mondphasen unterscheiden.
Braucht es das sichtbare Licht?
Periodisch wiederkehrende Prozesse im Leben eines Organismus können entweder durch externe Faktoren, wie etwa Temperatur oder Mondlicht, beeinflusst werden. Oder aber die Lebewesen besitzen eine innere Uhr, die auch weiterläuft, wenn die externen Faktoren verschwinden. Letzteres erlaubt es, nicht nur zu reagieren, sondern auch vorherzusehen und sich vorzubereiten. Um zu testen, welcher Fall vorliegt, halten Forschende den Organismus unter konstanten Bedingungen und beobachten, ob der Rhythmus erhalten bleibt. Ein berühmtes Beispiel aus der Forschung an dem menschlichen circadianen Rhythmus sind die Andechser Bunkerexperimente der Max-Planck-Gesellschaft. Dabei verbrachten Freiwillige mehrere Wochen ohne Tageslicht, abgeschnitten von der Außenwelt, in einem Bunker.
